KR20070009828A - 발열체의 구조 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발열체에 관한 것으로서, 더욱 상세히는, 소정 에너지를 열 에너지로 전환시켜 발열할 수 있는 발열체의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발열체의 구조는 튜브(tube); 및 상기 튜브 내에 배치되고, 그 내부가 빈 파이프(pipe) 형상을 이루는 발열 부재;를 포함한다.
본 발명에 따른 발열체의 구조 및 그 제조 방법에 의하면, 발열체의 수명이 증대되고, 그 제조가 용이해질 수 있는 장점이 있다.
발열 부재, 파이프, 연결부, 직조

Description

발열체의 구조 및 그 제조 방법{Structure of heating body, and manufacturing method of the same}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발열체의 구조를 보이는 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 A부분에 대한 확대도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재를 보이는 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 I-I'선에 따른 단면도.
도 5는 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재를 보이는 사시도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발열체의 구조를 보이는 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 단면도.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발열체의 구조를 보이는 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 B부분에 대한 확대도.
도 11은 도 9에 도시된 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면도.
도 12는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발열체의 구조를 보이는 사시도.
도 13은 도 12에 도시된 C부분에 대한 확대도.
도 14는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재를 보이는 사시도.
도 15는 도14에 도시된 D부분에 대한 확대도.
도 16은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재의 일부를 보이는 사시도.
도 17은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재의 일부를 보이는 사시도.
도 18은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재의 일부를 보이는 사시도.
도 19는 본 발명의 제 10 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재의 일부를 보이는 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 발열체 110 : 튜브
120 : 봉지부 130 : 절연부
140 : 금속편 150 : 리드 로드
160, 161 : 연결부 170 : 고정 부재
200, 201, 202, 203 : 발열 부재 220 : 보조 발열부
본 발명은 발열체에 관한 것으로서, 더욱 상세히는, 소정 에너지를 열 에너지로 전환시켜 발열할 수 있는 발열체의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 발열체는 발열부인 필라멘트와, 상기 필라멘트가 삽입되는 석영관과, 상기 필라멘트를 외부 전원과 연결하는 연결부 등으로 구성되어, 전기 에너지를 열 에너지로 전환시켜 발열하는 물품이다.
상세히, 상기 석영관의 중앙부에는 탄소로 이루어진 필라멘트가 봉입되고, 상기 필라멘트는 상기 연결부 등에 의해 외부 전원과 연결된다. 그리고, 상기 석영관의 내부는 진공 또는 할로겐 가스 등의 불활성 기체로 채워져, 상기 탄소 필라멘트가 고온으로 발열 시에 그의 산화 현상이 억제됨으로써, 상기 발열체의 수명이 증대된다.
한편, 상기 탄소 필라멘트는 나선형, 판형, 직선형 등의 형상을 이룬다. 그리고, 상기 탄소 필라멘트와 전극과의 연결은 단순히 클립이 이용되는 방식과, 인장력을 유지시키기 위한 스프링이 채용된 방식 등이 있다. 상기와 같은 방식에 의해, 상기 탄소 필라멘트는 상기 석영관과 접촉되지 않으면서 상기 석영관 내부에 배치된다. 상기 석영관은 대략 800℃ 이상에서 녹거나 파손되므로, 발열 중인 탄소 필라멘트와 석영관이 접촉되면, 상기 석영관이 손상되어, 상기 발열체의 수명이 현저히 단축된다. 따라서, 상기와 같이 클립 또는 스프링을 이용하여 상기 탄소 필라멘트와 상기 석영관의 접촉을 방지한다.
그러나, 종래의 발열체는 탄소 필라멘트가 그 외부의 힘에 의해 인장되어 상기 석영관과의 접촉이 방지되는 구조를 이룬다. 상기와 같은 구조에서는, 상기 탄 소 필라멘트가 고온으로 발열 시에, 상기 탄소 필라멘트는 그 열팽창계수에 따라 팽창된다. 그러면, 상기 탄소 필라멘트는 늘어져서, 상기 석영관과 물리적으로 접촉하게 되어, 상기 석영관의 손상으로 인한 발열체의 수명 단축이 초래된다.
또한, 종래에는 탄소 섬유를 다발로 묶어서 탄소 필라멘트를 제조하였다. 그러나, 상기 탄소 섬유의 직경이 작아, 단면적이 작게 되므로, 상기 탄소 섬유를 다발로 묶어 나선 형상 등으로 제조하는 것이 용이하지 않았다. 따라서, 종래 방식에 의하면, 상기 탄소 필라멘트의 저항 등 전기적인 요구 사항에 부합되도록 탄소 필라멘트를 제조하는 것이 곤란하다.
본 발명은 그 구조가 개선되어, 발열 부재와, 그 발열 부재를 감싼 튜브 사이의 접촉이 신뢰성있게 방지될 수 있는 발열체의 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 발열 부재의 저항 등 전기적인 요구 사항에 부합되도록 발열 부재를 용이하게 제조할 수 있는 발열체의 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 발열체의 구조는 튜브(tube); 및 상기 튜브 내에 배치되고, 그 내부가 빈 파이프(pipe) 형상을 이루는 발열 부재;를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 발열체의 구조는 튜브; 및 상기 튜브 내에 배치되고, 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루는 발열 부재;를 포함하고,
상기 발열 부재의 발열량이 요구되는 발열량에 부합되도록, 상기 발열 부재의 내경과 외경 중 적어도 하나는 상기 요구되는 발열량에 대응되도록 조절된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 발열체의 구조는 튜브; 및 상기 튜브 내에 배치된 발열 부재;를 포함하고,
상기 발열 부재의 발열량이 요구되는 발열량에 부합되도록, 상기 발열 부재의 단면적이 상기 발열량에 대응되도록 조절된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 발열체의 구조는 튜브; 상기 튜브 내에 배치되고, 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루는 발열 부재; 및 그 내부에 홀이 형성되고, 상기 발열 부재를 외부 전원에 연결시키는 연결부;를 포함하고,
상기 발열 부재는 상기 연결부의 내부 홀에 삽입된 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 발열체의 구조는 튜브; 상기 튜브 내에 배치되고, 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루는 발열 부재; 및 상기 발열 부재를 외부 전원에 연결시키는 연결부;를 포함하고,
상기 연결부는 상기 발열 부재의 내부에 삽입된 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 발열체의 구조는 튜브; 및 상기 튜브 내에 배치되고, 직조(weaving)된 발열 부재;를 포함한다.
본 발명에 따른 발열체의 제조 방법은 튜브와, 상기 튜브 내에 배치되는 발 열 부재를 구비하는 발열체의 제조 방법에 관한 것으로서,
상기 발열 부재는 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루도록 하고, 상기 발열 부재의 내경과 외경 중 적어도 어느 하나를 조절하여, 상기 발열 부재의 발열량이 요구되는 발열량에 부합되도록 하는 것을 특징으로 하는 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 발열체의 제조 방법은 튜브와, 상기 튜브 내에 배치되는 발열 부재를 구비하는 발열체의 제조 방법에 관한 것으로서,
상기 발열 부재의 단면적을 조절하여, 상기 발열 부재의 발열량이 요구되는 발열량에 부합되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 발열체의 제조 방법은 튜브와, 상기 튜브 내에 배치되는 발열 부재를 구비하는 발열체의 제조 방법에 관한 것으로서,
상기 발열 부재를 직조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 발열체의 구조 및 그 제조 방법에 의하면, 발열 부재가 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루고, 그 내부에 상기 연결부가 삽입되거나 발열 부재가 연결부에 삽입됨으로써, 리드 로드에서 전달되는 지지력이 연결부를 통해 발열 부재로 전달될 수 있다. 따라서, 발열 부재가 튜브와 접촉되지 않고 발열할 수 있어, 발열 부재와 튜브의 접촉으로 인해, 발열 부재 및 튜브가 손상되는 현상이 방지될 수 있다. 그러므로, 발열체의 수명이 증대될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사 상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발열체의 구조를 보이는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 발열체(100)는 내부 물품들의 수용 공간을 형성하고, 그 내부 물품들을 보호하는 튜브(tube)(110)와, 상기 상기 튜브(110) 내에 배치되어, 발열할 수 있는 발열 부재(200)를 포함한다. 그리고, 상기 발열체(100)는 상기 발열 부재(200)가 상기 튜브(110)에 접촉되지 않도록 지지하는 리드 로드(lead rod)(150)와, 상기 리드 로드(150)와 상기 발열 부재(200)를 연결하는 연결부(160)를 포함한다. 또한, 상기 발열체(100)는 상기 리드 로드(150)의 타측과 연결되어, 외부 전원과 상기 발열 부재(200)를 통전시키는 금속편(140)과, 상기 금속편(140)을 외부로부터 절연시키는 절연부(130)를 포함한다. 또한, 상기 발열체(100)는 상기 금속편(140)과, 상기 절연부(130)와, 상기 튜브(110)를 감싸고, 이를 지지하는 봉지부(120)를 포함한다.
상기 튜브(110)는 상기 발열 부재(200) 등의 물품들이 내부에 수용되는 부분으로, 그러한 수용 공간의 형성과 함께 상기 물품들을 보호하는 기능을 한다. 상기 발열체(100)는 수백 ℃의 온도로 발열하므로, 상기 튜브(110)는 소정의 강성과 내열성을 가진 물질로 이루어져야 한다. 그러한 예로, 상기 튜브(110)는 석영관(quartz tube)일 수 있다. 그리고, 상기 튜브(110)는 자체적으로 밀폐되어, 상기 발열 부재(200)를 외부와 격리시킨다. 상기와 같이 구성됨으로써, 상기 튜브(110) 내부에는 발열로 인한 상기 발열 부재(200)의 소모를 감소시킬 수 있는 불활성 기체 등을 충진시킬 수 있다.
상기 발열 부재(200)는 통전된 전기 에너지에 의해 발열하는 부분이다. 이러한 발열 부재(200)는 탄소와, 텅스텐과, 니켈/크롬 베이스 합금 중 적어도 하나의 계열의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 연결부(160)는 복수 개가 구비되어, 상기 발열 부재(200)의 양 말단부와 각각 연결됨으로써, 상기 발열 부재(200)를 상기 리드 로드(150)와 연결시킨다. 그러면, 상기 발열 부재(200)는 인장되어, 상기 튜브(110)와 접촉되지 않는 상태를 유지할 수 있고, 외부 전원과 연결되어 발열할 수 있다.
상기 리드 로드(150)는 상기 연결부(160)에 의해 상기 발열 부재(200)와 연결되어, 상기 발열 부재(200)를 인장시킨 상태를 유지한다. 그러면, 상기 발열 부재(200)는 발열 시에도 상기 튜브(100)와 접촉되지 않고 안정적으로 발열할 수 있다. 그리고, 상기 리드 로드(150)의 일부는 상기 튜브(110)의 외부까지 연장된다. 상기와 같이 구성되면, 자체적으로 밀폐된 상기 튜브(110)의 밀폐 상태가 유지되면서, 그 내부에 배치된 상기 발열 부재(200)와 외부 전원이 연결될 수 있다.
상기 금속편(140)은 외부 전원과 연통되는 부분이다. 그리고, 상기 금속편(140)은 상기 튜브(110) 외부로 연장된 상기 리드 로드(150)의 말단부와 연결되어, 상기 외부 전원의 전기 에너지를 상기 리드 로드(150)를 통해 상기 발열 부재(200)로 전달한다. 그러면, 상기 발열 부재(200)는 상기 전기 에너지를 전달받아 발열하게 된다.
상기 절연부(130)는 상기 금속편(140) 중 외부로 노출된 부분을 절연시켜, 상기 금속편(140)에서 누전이 발생되는 것을 방지한다. 그리고, 상기 절연부(130) 는 상기 발열체(100)가 체결되는 물품에 신뢰성있게 결합될 수 있도록, 상기 물품의 소정 부분에 끼워질 수 있는 형상을 이룬다.
상기 봉지부(120)는 상기 튜브(110) 외부로 연장된 상기 리드 로드(150)의 말단부와 상기 금속편(140)의 연결부를 외부로부터 보호한다. 그리고, 상기 봉지부(120)는 상기 절연부(130)와 상기 튜브(110)와 하나의 어셈블리(assembly)를 이루어, 상기 발열체(100)가 소정의 형상을 유지하도록 지지한다.
도 2는 도 1에 도시된 A부분에 대한 확대도이다.
도 2를 참조하면, 발열 부재(200)는 연결부(160)에 의해 리드 로드(150)와 연결된다. 본 실시예에서, 상기 발열 부재(200)는 그 내부가 빈 파이프(pipe) 형상을 이루고, 그 내부에 상기 연결부(160)가 삽입된다. 상기와 같이 구성됨으로써, 상기 리드 로드(150)에서 전달되는 지지력이 상기 연결부(160)를 통해 상기 발열 부재(200)로 전달될 수 있다. 따라서, 상기 발열 부재(200)가 튜브(110)와 접촉되지 않고 발열할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재를 보이는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 발열 부재(200)는 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루고, 소정의 길이로 형성된다. 그리고, 그 내부에 형성된 홀(210)에는 연결부(160)가 삽입될 수 있다. 상기 발열 부재(200)가 파이프 형상으로 형성되므로, 상기 발열 부재(200)는 자체적으로 소정의 강성을 가진다. 따라서, 발열 시에 상기 발열 부재(200)의 변형이 종래에 비해 감소될 수 있다. 그리고, 상기 발열 부 재(200)의 반경을 조절하여 그 단면적을 조절함으로써, 상기 발열 부재(200)의 저항 등 전기적인 특성이 그 요구되는 전기적 사항에 부합될 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 상기 발열 부재(200)의 전기적 특성을 그 전기적인 요구 사항에 용이하게 부합시킬 수 있다. 또한, 상기 발열 부재(200)의 단면은 그 길이 방향으로 전체적으로 균일한 파이프 형상으로 이루어진다. 따라서, 소정 횟수로 감기는 등 종래의 발열 부재의 형상에 비해, 상기 발열 부재(200)에 대한 제조가 용이하게 이루어질 수 있다.
한편, 상기 발열 부재(200)의 단면의 형상은 상기 튜브(110)의 단면의 형상과 대응되도록 형성된다. 상세히, 상기 튜브(110)는 그 내부에 상기 발열 부재(200) 등의 물품들이 배치되므로, 그 배치 공간을 확보하기 위해 상기 튜브(110)의 내부는 빈 형상을 이룬다. 본 실시예에서, 상기 튜브(110)의 단면은 그 내부가 빈 원형을 이룬다. 상기와 같은 튜브(110)의 형상에 대응되도록, 상기 발열 부재(200)의 단면도 그 내부가 빈 형상을 이루도록 형성된다. 상기와 같이 형성되면, 상기 발열 부재(200)와 상기 튜브(110)가 전체적으로 소정 거리로 이격되도록 배치될 수 있어서, 상기 발열 부재(200)와 상기 튜브(110) 사이의 접촉이 방지될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 발열체(100)에는 튜브(110)와, 상기 튜브(110) 내에 배치된 발열 부재(200)와, 상기 발열 부재(200)와 순차적으로 연결된 연결부(160), 리드 로드(150) 및 금속편(140)이 배치된다. 상기 금속편(140)은 절연부(130)에 의해 절연되고, 상기 절연부(130)와 상기 튜브(110)는 봉지부(120)에 의해 감싸져, 소정 형상을 이루도록 지지된다.
도시된 바와 같이, 상기 발열 부재(200)는 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루고, 그 내부의 홀(210)에 상기 연결부(160)가 삽입된다. 상기 연결부(160)는 그 타측이 상기 리드 로드(150)와 연결되어, 상기 발열 부재(200)에 소정 지지력을 전달하면서, 외부 전원과 상기 발열 부재(200)를 통전시킨다. 상기와 같이, 연결부(160)가 상기 발열 부재(200) 내부 홀(210)에 삽입되면, 상기 발열 부재(200)에 대한 지지력의 전달 및 통전을 이루면서, 상기 발열 부재(200)와 상기 연결부(160)를 용이하게 결합할 수 있다. 상기와 같은 연결부(160)와 상기 발열 부재(200) 사이의 결합 관계가 신뢰성있게 유지될 수 있도록, 상기 연결부(160)는 상기 발열 부재(200)의 내부 홀(210)에 억지 끼움되는 것이 바람직하다.
도 5는 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이다.
도 5를 참조하면, 튜브(110) 내부에는 전기 에너지를 열 에너지로 전환하여 발열할 수 있는 발열 부재(200)가 배치된다. 상기 발열 부재(200)의 내부에는 연결부(160)가 삽입되어, 상기 발열 부재(200)에 지지력을 전달하면서, 상기 발열 부재(200)를 외부 전원과 연결시킨다.
도시된 바와 같이, 상기 발열 부재(200)의 외면은 상기 튜브(110)의 내면과 소정 거리(d)로 이격되도록 배치된다. 상기와 같이 배치되면, 상기 발열 부재(200)와 상기 튜브(110)의 접촉에 의해 상기 발열 부재(200) 및 상기 튜브(110)의 수명이 감소되는 현상이 방지될 수 있다.
한편, 상기 발열체(100)의 중심으로부터 상기 발열 부재(200)의 내면까지의 반경이 내경(r)으로, 상기 발열체(100)의 중심으로부터 상기 발열 부재(200)의 외면까지의 반경이 외경(R)으로 정의될 수 있다. 그러한 정의 하에, 상기 발열 부재(200)의 내경(r)과 외경(R) 사이의 차이로 인해 상기 발열 부재(200)는 소정의 단면적을 가진다. 상기 발열 부재(200)의 내경(r)과 외경(R) 사이 부분에서 발열되므로, 상기 단면적의 넓이는 상기 발열 부재(200)의 발열량을 결정하는 일 요소가 될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 발열 부재(200)의 단면적을 조절함으로써, 상기 발열 부재(200)의 발열량이 요구되는 발열량에 부합되도록 할 수 있다. 상세히, 본 실시예에서, 상기 발열 부재(200)의 내경(r) 및/또는 외경(R)을 조절함으로써, 상기 발열 부재(200)의 발열량이 조절될 수 있다. 따라서, 상기 발열 부재(200)의 발열량이 요구되는 발열량에 용이하게 부합될 수 있다. 여기서, 상기 발열 부재(200)의 내경(r)은 상기 연결부(160)와 연관되므로, 그 조절의 용이를 더하기 위하여, 상기 발열 부재(200)의 외경(R)을 조절할 수 있다.
상기와 같이, 상기 발열 부재(200)의 단면적의 조절에 의해 상기 발열 부재(200)의 발열량 등의 전기적 특성을 전기적인 요구 사항에 부합시키면, 소정 횟수로 감는 등의 종래 방식에 비해 상기 발열 부재(200)의 제조가 용이하면서, 그 발열량 등의 전기적 특성의 조절이 용이하게 이루어질 수 있다.
한편, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열체(100)에 대해 설명한다. 이러한 설명에 있어, 상술된 본 발명의 제 1 실시예와 중복되는 설명은 여기서 생략하고, 상술된 제 1 실시예의 해당 설명으로 갈음한다. 그리고, 이하에서 각 실 시예를 설명함에 있어, 각 실시예의 특징적인 점들을 중심으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재를 보이는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 발열 부재(201)에는 내부에 홀(211)이 형성되어 연결부(160)가 삽입될 수 있다. 그리고, 상기 발열 부재(201)에는 적어도 하나의 보조 발열부(220)가 형성된다. 상기 보조 발열부(220)의 단면적은 상기 발열 부재(201)의 다른 부분에 비하여 넓게 형성된다. 따라서, 상기 보조 발열부(220)는 그 다른 부분에 비하여 발열량이 증대될 수 있다.
이러한 보조 발열부(220)는 상기 발열 부재(201)의 외경이 더 증대됨으로써 상기 발열 부재(210)의 외부에 일체로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 보조 발열부(220)는 발열량의 요구되는 증대 폭을 고려하여, 적절한 개수로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 발열 부재(201)와 상기 튜브(110)의 접촉이 방지될 수 있도록, 상기 보조 발열부(220)의 외면은 상기 튜브(110)와 소정 거리로 이격되어야 함은 물론이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발열체의 구조를 보이는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 발열체(100)에는 튜브(110) 내에 리드 로드(150)와 연결된 연결부(161)와, 상기 연결부(161)와 결합된 발열 부재(202)가 배치된다. 상기 발열 부재(202)는 내부에 홀(212)이 형성될 수 있다.
상기 연결부(161)의 내부에는 소정 크기의 홀(162)이 형성된다. 상기 홀(162)은 상기 발열 부재(202)가 삽입될 수 있는 부분이다. 상기와 같이, 상기 연결 부(161) 내부의 홀(162)에 상기 발열 부재(202)가 삽입되는 방식으로, 상기 연결부(161)와 상기 발열 부재(202)의 결합이 이루어질 수 있다. 이에 대하여 후술하기로 한다.
도 8은 도 7에 도시된 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 단면도이다.
도 8을 참조하면, 튜브(110) 내에는 발열 부재(202)와, 리드 로드(150)와 연결된 연결부(160)가 배치된다. 상기 리드 로드(150)의 타측은 금속편(140)과 연결되어, 상기 연결부(160)를 통해 상기 발열 부재(202)에 전원을 인가한다. 상기와 같은 물품들은 절연부(130) 및 봉지부(120)에 의해 절연 및 지지될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 발열 부재(202)는 상기 연결부(161)의 내부 홀(162)에 삽입된 형상을 이룬다. 상세히, 상기 연결부(161)의 내면, 즉 상기 내부 홀(162)을 이루는 부분은 상기 발열 부재(202)의 외면과 대면되고, 상기 연결부(161)의 외면은 상기 튜브(110)의 내면과 대면된다. 상기와 같이 구성되면, 상기 발열 부재(202)가 상기 연결부(161)에 의해 지지될 수 있다. 따라서, 발열 시에 상기 발열 부재(202)가 열팽창되더라도, 상기 연결부(161)가 상기 발열 부재(202)를 지지하므로, 상기 발열 부재(202)와 상기 튜브(110) 사이의 접촉이 방지될 수 있다. 그리고, 상기와 같은 구성에 의하면, 상기 발열 부재(202)가 상기 연결부(161)에 삽입되는 방식으로 결합되므로, 상기 발열 부재(202)와 상기 연결부(161)의 결합이 용이해질 수 있다.
여기서, 상기 발열 부재(202)는 그 내부에 홀(212)이 형성되어, 파이프 형상을 이룰 수 있다. 그러면, 상기 발열 부재(202)는 자체적인 강성을 가지므로, 상기 발열 부재(202)가 상기 튜브(110)에 접촉되지 않도록 하는 지지력이 더욱 증대될 수 있다. 따라서, 발열 시에 상기 발열 부재(202)의 열팽창이 있더라도, 상기 발열 부재(202)와 상기 튜브(110) 사이의 접촉이 더욱 신뢰성있게 방지될 수 있다.
한편, 상기 발열 부재(202)와 상기 튜브(110) 사이의 접촉이 방지되려면, 상기 발열 부재(202)와 상기 튜브(110) 사이의 거리가 균일하게 유지되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 발열 부재(202)가 삽입되는 상기 연결부(161)의 홀(162)은 상기 연결부(161)의 중심부에 형성되는 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발열체의 구조를 보이는 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 B부분에 대한 확대도이다.
도 9 및 도 10을 함께 참조하면, 튜브(110) 내부에는 인가된 전원에 의해 발열할 수 있는 발열 부재(200)가 배치된다. 상기 발열 부재(200)는 금속편(140)과, 리드 로드(150)과, 연결부(160)에 의해 외부 전원과 연결된다. 상기 연결부(160)의 일측은 상기 발열 부재(200)에 삽입되고, 그 타측은 상기 리드 로드(140)와 연결된다.
본 실시예에서, 상기 발열 부재(200)와 상기 연결부(160)의 결합을 견고히 하기 위해, 고정부인 고정 부재(170)가 더 결합된다. 이에 대하여 후술한다.
도 11은 도 9에 도시된 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면도이다.
도 11을 참조하면, 발열 부재(200)의 내부의 홀(210)에는 리드 로드(150)와 일측이 연결된 연결부(160)가 삽입된 형상을 이룬다. 그리고, 상기 연결부(160)가 삽입된 상기 발열 부재(200)의 부분에 핀 형상의 별도의 고정 부재(170)가 결합된 다. 상기 고정 부재(170)는 상기 발열 부재(200)와 상기 연결부(160)를 함께 관통하여, 상기 발열 부재(200)와 상기 연결부(160)를 고정시킨다. 상기와 같이 구성되면, 상기 발열 부재(200)와 상기 연결부(160)의 결합이 더욱 견고하게 된다. 그러면, 상기 리드 로드(150)를 통해 전달되는 지지력이 상기 연결부(160)와 상기 발열 부재(200)에 신뢰성있게 전달되어, 상기 발열 부재(200)와 상기 튜브(110) 사이의 접촉이 신뢰성있게 방지될 수 있다. 상기 리드 로드(150)와 상기 연결부(160)를 통해 상기 발열 부재(200)가 외부 전원과 통전될 수 있음은 물론이다.
도 12는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발열체의 구조를 보이는 사시도이고, 도 13은 도 12에 도시된 C부분에 대한 확대도이다.
도 12 및 도 13을 함께 참조하면, 튜브(110) 내에서 발열할 수 있는 발열 부재(200)의 내부에는 홀(210)이 형성되어, 상기 홀(210)에 연결부(160)가 삽입된다. 상기 연결부(160)와 상기 발열 부재(200)가 견고히 결합될 수 있도록, 고정부가 더 형성된다.
본 실시예에서, 상기 고정부는 요철부(171)이다. 상세히, 상기 요철부(171)는 상기 연결부(160)의 외면과 상기 발열 부재(200)의 내면에 각각 대응되도록 형성된다. 더욱 상세히, 본 실시예에서, 상기 연결부(160)의 외면에는 볼록부(173)가 형성되고, 상기 발열 부재(200)의 내면에는 상기 볼록부(173)가 끼워지는 오목부(172)가 형성된다. 상기와 같이 구성되면, 상기 발열 부재(200)와 상기 연결부(160) 사이의 결합이 견고해질 뿐만 아니라, 상기 발열 부재(200)가 외부 전원과 더욱 신뢰성있게 연결될 수 있다.
한편, 상술된 실시예들에서, 상기 고정부는 상기 발열 부재(200) 내부에 상기 연결부(160)가 삽입된 상태를 고정하는 기능을 수행하나, 본 발명이 여기에 제한되는 것은 아니다. 즉, 상기 방식은 상술된 다른 실시예들에도 적용되어, 상기 고정부는 상기 발열 부재(200)가 상기 연결부(160)에 삽입된 상태를 고정하는 기능을 수행할 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위 내에 있음을 밝혀 둔다.
도 14는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재를 보이는 사시도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 발열 부재(203)는 내부에 홀(213)이 형성되고, 직조(weaving)된 형상을 이룬다. 상기 발열 부재(203)는 수자직(satin)과, 능직(twill)과, 평직(plain)과, 사직과, 여직 중 어느 하나에 의해 제조될 수 있는데, 이는 이하에서 도면과 함께 설명한다.
한편, 상기 발열 부재(203)는 직조된 다음, 파이프 형상으로 말림으로써, 단면이 원형을 이룰 수 있다. 그러면, 발열량이 증대됨과 동시에, 원형인 튜브(110) 내에 삽입될 수 있는 형상으로 최적화될 수 있다.
도 15는 도14에 도시된 D부분에 대한 확대도이다.
도 15를 참조하면, 발열 부재(203)가 평직에 의해 직조된 형상을 이룬다. 여기서, 평직이란 상기 발열 부재(203)를 이루는 각 가닥들이 씨실과 날실이 되어 각각 한 올씩 번갈아 상하로 부침하면서 교차하는 것을 말한다. 그러면, 완성된 발열 부재(203)는 날실 2올과 씨실 2올로 이루어질 수 있다.
도 16은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재 의 일부를 보이는 사시도이다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 발열 부재(203)는 수자직에 의해 직조된 형상을 이룬다. 여기서, 수자직이란 상기 발열 부재(203)를 이루는 각 가닥들인 경사(經絲)나 위사(緯絲)가 상기 발열 부재(203)의 표면에 많이 나타나게 하는 것을 말한다. 완성된 상기 발열 부재(203)의 단위 조직에 있어서, 경사는 단 한 번씩 위사(緯絲)와 교착하는 형상을 이룰 수 있다.
도 17은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재의 일부를 보이는 사시도이다.
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 발열 부재(203)는 능직에 의해 직조된 형상을 이룬다. 여기서, 능직이란, 상기 발열 부재(203)의 표면에 상기 발열 부재(203)를 이루는 각 가닥들인 날실 또는 씨실로 빗방향의 이랑무늬를 형성하는 것을 말한다.
도 18은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재의 일부를 보이는 사시도이다.
도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 발열 부재(203)는 사직에 의해 직조된 형상을 이룬다. 여기서, 사직이란, 상기 발열 부재(203)를 이루는 각 가닥들인 씨실 한 올마다 날실이 꼬여져 있는 것을 말한다.
도 19는 본 발명의 제 10 실시예에 따른 발열체의 구조에 적용되는 발열 부재의 일부를 보이는 사시도이다.
도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 발열 부재(203)는 여직에 의해 직조된 형상을 이룬다. 여기서, 여직이란, 상술된 평직과 사직이 배합된 것으로, 상기 발열 부재(203)를 이루는 각 가닥들인 씨실 3올 이상마다 날실이 2올 이상씩 꼬인 것을 말한다.
상술된 실시예들과 같이, 상기 발열 부재(203)가 직조된 형상을 이루는 경우, 상기 발열 부재(203)를 이루는 각 가닥들의 직경 및 직조 밀도에 따라 상기 발열 부재(203)의 저항 등 전기적 특성이 결정될 수 있다. 따라서, 상기와 같은 방식에 의하면, 상기 발열 부재(203)를 이루는 각 가닥들의 직경 및 그 직조 밀도가 조절됨으로써, 전기적 요구 사항과 상기 발열 부재(203)의 전기적 특성이 용이하게 부합될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 발열체의 구조 및 그 제조 방법에 의하면, 발열 부재가 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루고, 그 내부에 상기 연결부가 삽입되거나 발열 부재가 연결부에 삽입됨으로써, 리드 로드에서 전달되는 지지력이 연결부를 통해 발열 부재로 전달될 수 있다. 따라서, 발열 부재가 튜브와 접촉되지 않고 발열할 수 있어, 발열 부재와 튜브의 접촉으로 인해, 발열 부재 및 튜브가 손상되는 현상이 방지될 수 있다. 그러므로, 발열체의 수명이 증대될 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 발열체의 구조 및 그 제조 방법에 의하면, 발열 부재가 파이프 형상으로 형성되어, 발열 부재가 자체적으로 소정의 강성을 가진다. 따라서, 발열 시에 발열 부재의 변형이 종래에 비해 감소될 수 있다. 그러므로, 발열 부재와 튜 브의 접촉이 방지되어, 발열체의 수명이 증대될 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 발열체의 구조 및 그 제조 방법에 의하면, 발열 부재의 단면적을 조절함으로써, 발열 부재의 발열량이 요구되는 발열량에 부합되도록 할 수 있다. 따라서, 발열 부재의 발열량이 요구되는 발열량에 용이하게 부합될 수 있으므로, 소정 횟수로 감는 등의 종래 방식에 비해 발열 부재의 제조가 용이하면서, 그 발열량 등의 전기적 특성의 조절이 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 발열체의 구조 및 그 제조 방법에 의하면, 발열 부재가 직조에 의해 형성되어, 발열 부재를 이루는 각 가닥들의 직경 및 직조 밀도에 따라 상기 발열 부재의 저항 등 전기적 특성이 결정될 수 있다. 따라서, 발열 부재를 이루는 각 가닥들의 직경 및 그 직조 밀도가 조절됨으로써, 전기적 요구 사항과 발열 부재의 전기적 특성이 용이하게 부합될 수 있는 효과가 있다.

Claims (32)

  1. 튜브(tube); 및
    상기 튜브 내에 배치되고, 그 내부가 빈 파이프(pipe) 형상을 이루는 발열 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열 부재의 단면의 형상은 상기 튜브의 단면의 형상과 대응되는 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 튜브의 단면은 그 내부가 빈 원형을 이루고, 상기 발열 부재의 단면은 그 내부가 빈 원형을 이루는 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열 부재는 그 단면이 그 길이 방향으로 전체적으로 균일한 파이프 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열 부재에는 그 단면적이 상기 발열 부재의 다른 부분에 비하여 넓은 보조 발열부가 형성된 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보조 발열부는 상기 발열 부재의 다른 부분에 비하여 더 큰 외경을 이루고, 상기 발열 부재의 외부에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  7. 튜브; 및
    상기 튜브 내에 배치되고, 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루는 발열 부재;를 포함하고,
    상기 발열 부재의 발열량이 요구되는 발열량에 부합되도록, 상기 발열 부재의 내경과 외경 중 적어도 하나는 상기 요구되는 발열량에 대응되도록 조절된 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 요구되는 발열량에 대응되도록, 상기 발열 부재의 외경이 조절된 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  9. 튜브; 및
    상기 튜브 내에 배치된 발열 부재;를 포함하고,
    상기 발열 부재의 발열량이 요구되는 발열량에 부합되도록, 상기 발열 부재 의 단면적이 상기 발열량에 대응되도록 조절된 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 발열 부재는 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  11. 튜브;
    상기 튜브 내에 배치되고, 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루는 발열 부재; 및
    그 내부에 홀이 형성되고, 상기 발열 부재를 외부 전원에 연결시키는 연결부;를 포함하고,
    상기 발열 부재는 상기 연결부의 내부 홀에 삽입된 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 연결부의 내면은 상기 발열 부재의 외면과 대면되고, 상기 연결부의 외면은 상기 튜브의 내면과 대면된 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 연결부의 홀은 상기 연결부의 중심부에 형성된 것을 특징으로 하는 발 열체의 구조.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 발열 부재를 고정시키는 고정부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 연결부와 상기 발열 부재를 관통하여, 상기 연결부와 상기 발열 부재를 고정시키는 고정 부재인 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 연결부의 외면과 상기 발열 부재의 내면에 각각 대응되도록 형성된 요철부인 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  17. 튜브;
    상기 튜브 내에 배치되고, 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루는 발열 부재; 및
    상기 발열 부재를 외부 전원에 연결시키는 연결부;를 포함하고,
    상기 연결부는 상기 발열 부재의 내부에 삽입된 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 발열 부재의 내부에 억지 끼움되는 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 발열 부재를 고정시키는 고정부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 연결부와 상기 발열 부재를 관통하여, 상기 연결부와 상기 발열 부재를 고정시키는 고정 부재인 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 연결부의 외면과 상기 발열 부재의 내면에 각각 대응되도록 형성된 요철부인 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  22. 튜브; 및
    상기 튜브 내에 배치되고, 직조(weaving)된 발열 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 발열 부재는 수자직(satin)과, 능직(twill)과, 평직(plain)과, 사직과, 여직 중 어느 하나에 의해 직조된 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 발열 부재는 직조되어, 파이프 형상으로 말린 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 발열 부재에 대한 전기적 요구 사항과 상기 발열 부재의 전기적 특성이 부합될 수 있도록, 상기 발열 부재를 이루는 각 가닥들의 직경 및 그 직조 밀도가 조절된 것을 특징으로 하는 발열체의 구조.
  26. 튜브와, 상기 튜브 내에 배치되는 발열 부재를 구비하는 발열체의 제조 방법에 있어서,
    상기 발열 부재는 그 내부가 빈 파이프 형상을 이루도록 하고, 상기 발열 부재의 내경과 외경 중 적어도 어느 하나를 조절하여, 상기 발열 부재의 발열량이 요구되는 발열량에 부합되도록 하는 것을 특징으로 하는 발열체의 제조 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 요구되는 발열량에 대응되도록, 상기 발열 부재의 외경을 조절하는 것을 특징으로 하는 발열체의 제조 방법.
  28. 튜브와, 상기 튜브 내에 배치되는 발열 부재를 구비하는 발열체의 제조 방법에 있어서,
    상기 발열 부재의 단면적을 조절하여, 상기 발열 부재의 발열량이 요구되는 발열량에 부합되도록 하는 것을 특징으로 하는 발열체의 제조 방법.
  29. 튜브와, 상기 튜브 내에 배치되는 발열 부재를 구비하는 발열체의 제조 방법에 있어서,
    상기 발열 부재를 직조하는 것을 특징으로 하는 발열체의 제조 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 발열 부재를 수자직과, 능직과, 평직과, 사직과, 여직 중 어느 하나로 직조하는 것을 특징으로 하는 발열체의 제조 방법.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 발열 부재를 직조한 다음, 상기 발열 부재를 파이프 형상으로 마는 것을 특징으로 하는 발열체의 제조 방법.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 발열 부재에 대한 전기적 요구 사항과 상기 발열 부재의 전기적 특성을 부합시키기 위하여, 상기 발열 부재를 이루는 각 가닥들의 직경 및 그 직조 밀도를 조절하는 것을 특징으로 하는 발열체의 제조 방법.
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